电磁兼容辐射骚扰经典整改案例解析

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经典整改案例解析

一、触摸一体机辐射整改

触摸一体机如今是炙手可热的产品,都想分一杯羹,苦于品质的门槛,辐射和静电,如下是一个客户触摸一体机的整改对策。

整改前:有八九个频点都超标、最高的超了25dB,且垂直与水平都超标。

整改后:通过对原理图优化、器件选型、结构开模,做到了最高频点都有3dB余量,客户是相当满意。

  1. 采用展频IC:SSCG0523A-TL,如图1

  2. 晶振回路加20PF电容下地,如图2

  3. LVDS信号以及时钟信号串120欧共模(CMH2012R1028-Z121TF ,120欧,0805)

  4. LVDS信号预留接电容位置(10-20PF电容)

  5. 主芯片盖屏蔽罩,如图3,

  6. 如图4与5,建议采用一路的120欧共模(CMH2012R1028-Z121TF,120欧,0805)替代,每一路串一颗。

  7. 如图6、7,建议采用芯通康全屏蔽电感(提供系列规格书供选)

  8. 如图8、9、10采用CFX4532Z121-9R0TF 9A 90欧

  9. 如图11,采用CFB2012Z601-2ROTF (2A,600欧,0805封装)

  10. 10、如图11、12电阻移位,确保环路面积最小;如图13、14开关回路变小,确保环路面积变小。

  11. 如图15,16串共模电感CMP7060RI030-Z701T  3A 700欧,插座方向调180度。

  12. 如图17、18预留47PF,100V电容

  13. 如图19地连成1片

  14. 如图20屏蔽线接地

  15. 金属外壳开口改善,口加大。

  16. 金属外壳与小铁壳的螺丝柱用螺丝接,接地打通

  17. 小金属壳接2片导电布

  18. 大金属外框金属地与里面金属外壳地4个各贴1导电布接地。

  19. 背光线加小磁环(后续验证是否去掉)。

  20. 21、24V输入,20UF电容加共模电感,同时板上原有的nF的电容升级为20UF.

    22、建议静电对策:reset回路串300欧磁珠(靠近芯片端,磁珠料号CFB1608Z301-1R5TF 0603封装),对地加ESD器件(ESD料号:SD523WV05C005BT 0603封装,0.5PF电容)

    23、整改前数据

  21. 整改后数据

二、渔具的EMI整改

电磁兼容整体解决方案供应商:专业EMC整改和卖EMC辅料(如共模电感、磁珠、ESD、TVS、保险丝),下面是对一款渔具EMI整改的实例。

一、对策理由:解决使用适配器充电模式下,超标问题,对策说明如下,超标频点如下。

二、对策理由:本次对策无法达到量产导入的原因是:由于预留了2个屏线接口,造成LAYOUT困难,导致屏线的差分对信号线以及时钟线走线太长,EMI辐射太大,对策结果无法用于量产。122MHz时钟以及倍频超标详见下图。

三、更改理由:实测数据,此线束加磁环对EMI有极大改善。

四、更改理由:此处背面DC-DC回路辐射极大,加导电泡棉非常有利于减低辐射,后续请保留。

五、后壳与前框喷导电漆,更改理由:由于本机用常规对策无法解决EMI问题,暂用此对策拿报告,后续新板导入,此对策不采用。

六、整改前数据如下:

七、整改后数据如下:

三、医疗穴位仪器的辐射整改

随着改革开放的深入,国家支持力度的不断加大以及全球一体化进程的加快,中国医疗器械行业更是得到了突飞猛进的发展。<<中国医疗器械行业市场前瞻与投资预测分析报告 >>前瞻显示,2005年,中国已成为仅次于美国和日本的世界第三大医疗器械市场。在2006年,中国医疗器械进出口额首超百亿美元大关,进出口总值为105.52亿美元,同比增长17.57%,累计顺差额31.90亿美元。2007年中国医疗器械进出口总额为126.97亿美元,同比增长20.33%,全年贸易顺差41.33亿美元。为了保证医疗器械的安全、有效,保障人体健康和生命安全,各国对它制定了一系列标准,对医疗产品的整改就显得十分重要,以下就是我司对某出美国医疗公司产品的整改。

1、如下红色圈圈处串一个滤波器(CFU4532Z900-9R0TF),黄色圈圈对地并一个1nF电容,绿色圈圈二极管移一下位,蓝色圈圈用铜箔屏蔽。

2,如下图黄色箭头用铝片屏蔽并接地,红色箭头按照标的框刮开加焊锡并贴个导电泡棉。

3、如下黄色箭头处将显示屏和盖子用铜箔连接起来,红色箭头用铝片屏蔽并接地。

6,如下图所示,红色方框各信号串600滤波器(CFB1608Z601-1R0TF),紫色方框贴900uH的共模电感,灰色方框串600滤波器(CFB2012Z601-2R0TF),蓝色方框串600滤波器(CFB2012Z601-2R0TF)并对地并20uF电容,橙色方框贴900uH的共模电感并对地并20uF电容。

7,如下左图电源部分,前级线缆滤波器前(红色方框)套磁环并绕三圈,滤波器后(蓝色方框)套磁环并绕三圈,后级线缆滤波前(紫色方框)套磁环并绕三圈,滤波后(黄色方框)套磁环并绕三圈。右图线缆都靠板卡外走线并用醋酸胶布固定,黑色方框两束线缆各套磁环并绕二圈。

8,如下图所示,红色方框两束线缆各用一根线跟机壳相连。

9,如下图所示,红色方框串120滤波器(料号XTK-CFB1005Z121-1R4TF),黄色方框U1芯片的41、52、111、112脚对地并33PF电容。

10,将小板前后先用吸波材料贴,再用铜箔贴,注意不要短路了,铜箔搞几个点和小板的地相连。

11,整改前数据

12,整改后数据

四、1000W 大功率功放辐射整改

——整改案例来源于深圳市芯通康科技有限公司(www.xtk-emc.com)
  • EMC寄语

  • 随着时代的发展,越来越多的电子、电气设备或系统产品都需要进行检验检测,其中EMC测试是必备的检验检测指标之一。但EMC测试项目费用较贵,EMC实验室造价昂贵,绝大部分测量设备又需要采用进口设备,导致很少检验检测机构有能力建造EMC实验室。产品的EMC性能是设计阶段赋予的,一般电子产品设计时如果不考虑EMC因素,就会很容易导致EMC测试失败,以致不能通过相关EMC法规的测试或认证。例如,产品设计研发工程师们根据需求,设计出效果良好的滤波电路,置入产品I/O(输入/输出)接口的前级,可使因传导而进入系统的干扰噪声消除在电路系统的入口处;设计出隔离电路(如变压器隔离和光电隔离等)解决通过电源线、信号线和地线进入电路的传导干扰,同时阻止因公共阻抗、长线传输而引起的干扰;设计出能量吸收回路,从而减少电路、器件吸收的噪声能量;通过选择元器件和合理安排的电路系统,使干扰的影响减少。

  • EMC技能:整改小技巧

  • 1、150kHz-1MHz,以差模为主,1MHz-5MHz,差模和共模共同起作用,5MHz 以后基本上是共模。差模干扰的分容性藕合和感性藕合。一般1MHz以上的干扰是共模,低频段是差摸干扰。用一个电阻串个电容后再并到Y电容的引脚上,用示波器测电阻两引脚的电压可以估测共模干扰。

  • 2、保险过后加差模电感或电阻。

  • 3、小功率电源可采用PI型滤波器处理(建议靠近变压器的电解电容可选用较大些)。

  • 4、前端的π型EMI零件中差模电感只负责低频EMI,体积别选太大(DR8太大,能用电阻型式或DR6更好)否则幅射不好过,必要时可串磁珠,因为高频会直接飞到前端不会跟着线走。5、传导冷机时在0.15MHz-1MHz超标,热机时就有7dB余量。主要原因是初级BULk电容DF值过大造成的,冷机时ESR比较大,热机时ESR比较小,开关电流在ESR上形成开关电压,它会压在一个电流LN线间流动,这就是差模干扰。解决办法是用ESR低的电解电容或者在两个电解电容之间加一个差模电感。

  • 6、测试150kHz总超标的解决方案:加大X电容看一下能不能下来,如果下来了说明是差模干扰。如果没有太大作用那么是共模干扰,或者把电源线在一个大磁环上绕几圈, 下来了说明是共模干扰。如果干扰曲线后面很好,就减小Y电容,看一下布板是否有问题,或者就在前面加磁环。

  • 7、可以加大PFC输入部分的单绕组电感的电感量。

  • 8、PWM线路中的元件将主频调到60kHz左右。

  • 9、用一块铜皮紧贴在变压器磁芯上。

  • 10、共模电感的两边感量不对称,有一边匝数少一匝也可引起传导150kHz-3MHz超标。11、一般传导的产生有两个主要的点:200kHz和20MHz左右,这几个点也体现了电路的性能;200kHz左右主要是漏感产生的尖刺;20MHz左右主要是电路开关的噪声。处理不好变压器会增加大量的辐射,加屏蔽都没用,辐射过不了。

  • 12、将输入BUCk电容改为低内阻的电容。

  • 13、对于无Y-CAP电源,绕制变压器时先绕初级,再绕辅助绕组并将辅助绕组密绕靠一边,后绕次级。

  • 14、将共模电感上并联一个几k到几十k电阻。

  • 15、将共模电感用铜箔屏蔽后接到大电容的地。

  • 16、在PCB设计时应将共模电感和变压器隔开一点以免互相干扰。

  • 17、保险套磁珠。

  • 18、三线输入的将两根进线接地的Y电容容量从2.2nF减小到471。

  • 19、对于有两级滤波的可将后级0.22uFX电容去掉(有时前后X电容会引起震荡) 。

  • 20、对于π型滤波电路有一个BUCk电容躺倒放在PCB上且靠近变压器此电容对传导150kHz-2MHz的L通道有干扰,改良方法是将此电容用铜泊包起来屏蔽接到地,或者用一块小的PCB将此电容与变压器和PCB隔开。或者将此电容立起来, 也可以用一个小电容代替。

  • 21、对于π型滤波电路有一个BUCk电容躺倒放在PCB上且靠近变压器此电容对传导150kHz-2MHz的L通道有干扰,改良方法是将此电容用一个1uF/400V或者说0.1uF/400V电容代替, 将另外一个电容加大。

  • 22、将共模电感前加一个小的几百uH差模电感。

  • 23、将开关管和散热器用一段铜箔包绕起来,并且铜箔两端短接在一起,再用一根铜线连接到地。

  • 24、将共模电感用一块铜皮包起来再连接到地。

  • 25、将开关管用金属套起来连接到地。

  • 26、加大X2电容只能解决150kHz左右的频段,不能解决20MHz以上的频段,只有在电源输入加以一级镍锌铁氧体黑色磁环,电感量约50uH-1mH。

  • 27、在输入端加大X电容。

  • 28、加大输入端共模电感。

  • 29、将辅助绕组供电二极管反接到地。

  • 30、将辅助绕组供电滤波电容改用瘦长型电解电容或者加大容量。

  • 31、加大输入端滤波电容。

  • 32、150kHz-300kHz和20MHz-30MHz这两处传导都不过,可在共模电路前加一个差模电路。也可以看看接地是否有问题,该接地的地方一定要加强接牢,主板上的地线一定要理顺,不同的地线之间走线一定要顺畅不要互相交错的。

  • 33、在整流桥上并电容,当考虑共模成分时,应该邻角并电容,当考虑差模成分时,应该对角并电容。

  • 34、加大输入端差模电感。

  • 2、产品电磁兼容骚扰源有:
  • 1、设备开关电源的开关回路:骚扰源主频几十kHz到百余kHz,高次谐波可延伸到数十MHz。
  • 2、设备直流电源的整流回路:工频线性电源工频整流噪声频率上限可延伸到数百kHz;开关电源高频整流噪声频率上限可延伸到数十MHz。
  • 3、电动设备直流电机的电刷噪声:噪声频率上限可延伸到数百MHz。
  • 4、电动设备交流电机的运行噪声:高次谐波可延伸到数十MHz。
  • 5、变频调速电路的骚扰发射:开关调速回路骚扰源频率从几十kHz到几十MHz。
  • 6、设备运行状态切换的开关噪声:由机械或电子开关动作产生的噪声频率上限可延伸到数百MHz。
  • 7、智能控制设备的晶振及数字电路电磁骚扰:骚扰源主频几十kHz到几十MHz,高次谐波可延伸到数百MHz。
  • 8、微波设备的微波泄漏:骚扰源主频数GHz。
  • 9、电磁感应加热设备的电磁骚扰发射:骚扰源主频几十kHz,高次谐波可延伸到数十MHz。
  • 10电视电声接收设备的高频调谐回路的本振及其谐波:骚扰源主频数十MHz到数百MHz,高次谐波可延伸到数GHz。
  • 11、信息技术设备及各类自动控制设备的数字处理电路:骚扰源主频数十MHz到数百MHz(经内部倍频主频可达数GHz),高次谐波可延伸到十几GHz。
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质量提升与技术

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